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《光纤通信》考前练习题之计算、综合、分析题……第 PAGE \* MERGEFORMAT 3页(答案在14页)
要自信,绝对的自信,无条件的自信,时刻自信,即使在错的时候!!!
《光纤通信》计算、综合、分析练习公布
精选精炼+课后精讲(QQ在线讲解)
张延锋
2014/8/1
忍人之所不能忍,方能为人知所不能为!!!
计算、综合、分析题练习
1. 一阶跃折射率光纤,纤芯折射率n1=1.5,相对折射率差,工作波长为1310nm,试计算:
(1) 为了保证单模传输,其芯径应取多大?
(2) 若取芯径,求其数值孔径及其模式数。
2. 设PIN光电二极管的量子效率为75%,渡越时间为10ps。问:
(1) 计算该检测器的3dB带宽;
(2) 计算在1.3um和1.55um波长时的响应度,并说明为什么在1.55um处光电二极管比较灵敏。
3.已知阶跃型光纤的n1=1.5,△=0.5%,工作波长λ=1.31μm光纤中的导模M=2求:
(1) 光纤的数值孔径NA。(2分)
(2) 全反射临界角θc。(3分)
(3) 光纤的纤芯半径a。(5分)
4. 一个GaAsPIN光电二极管平均每两个入射光子,产生一个电子-空穴对,假设所有的电子都被接收。
(1) 计算该器件的量子效率;
(2) 设在1.31um波段接收功率是10-7W,计算平均输出光生电流。
(3) 计算这个光电铒极管的长波长截止点λc(超过此波长光电二极管将不工作)。
5. 某SI型光纤,光纤的芯径d=2a为100μm,折射率n1=1.458,包层的折射率n2=1.450,在该光纤中传输的光波的波长λ=850nm。
(1)计算该光纤的V参数;
(2)估算在该光纤内传输的模式数量;
(3)计算该光纤的数值孔径;
(4)计算该光纤单模工作的波长。
6. 有一GaAlAs半导体激光器,其谐振腔长为300,材料折射率n=3.0,两端的解理面的反射率为0.35。
(1)求因非全反射导致的等效损耗系数。
(2)求相邻纵模间的频率间隔和波长间隔。
(3)若此激光器的中心波长λ=1310nm,与此相应的纵模序数。
7. 设140Mb/s的数字光纤通信系统,工作波长1300 nm,其他参数如下:
发射光功率为-3dBm,接收机的灵敏度为-38 dBm (BER=10-9),系统余量为4 dB,连接器损耗为0.5 dB /个,平均接头损耗为0.05 dB/km,光纤损耗为0.4 dB/km,试计算损耗限制传输距离。
8. 分光比为3:1的定向耦合器,假设从输入口0输入的功率为1mW,从输入口0到输入口1的插入损耗为1.5dB,求两个输出口的输出光功率。
9. 已知阶跃折射率光纤中n1=1.52,n2=1.49。
(1)光纤浸没在水中(n0=1.33),求光从水中入射到光纤输入端面的光纤最大接收角;
(2)光纤放置在空气中,求数值孔径。
10. 若一个565Mbit/s单模光缆传输系统,其系统总体要求如下:
光纤通信系统光纤损耗为0.4dB/km,光纤接头损耗为0.1dB/km,光源的入纤功率为-2.5dbm,接收机灵敏度为-37dbm,线路码型5B6B,传输速率为677990kbit/s,光源采用MLM-LD,光源谱宽为2nm,光纤的色散系数为2.5ps/(km nm),ε光通道功率参数取0.115。设计中取光功率代价为1db,光连接器衰减为1db,光纤富余度为0.1db/km,设备富余度为5.5db。
试求:系统的最大中继距离。
11. 弱导波阶跃光纤芯子和包层的折射指数分别为n1=1.5,n2=1.45,试计算:
(1)纤芯和包层的相对折射指数差Δ;
(2)光纤的数值孔径NA。
12. 光波从空气中以角度33°投射到平板玻璃表面上,这里的是入射光与玻璃表面之间的夹角。根据投射到玻璃表面的角度,光束一部分被反射,另一部分发生折射,如果折射光束和反射光束之间的夹角正好为90°,请问玻璃的折射率等于多少?这种玻璃的临界角又是多少?
13. 计算及的阶跃折射率光纤的数值孔径。如果光纤端面外介质折射率,则允许的最大入射角为多少?
14. 已知阶跃光纤纤芯的折射率为,相对折射(指数)差,纤芯半径,若,计算光纤的归一化频率及其中传播的模数量。
15. 一根数值孔径为0.20的阶跃折射率多模光纤在850nm波长上可以支持1000个左右的传播模式。试问:
(1)其纤芯直径为多少?
(2)在1310nm波长上可以支持多少个模?
(3)在1550nm波长上可以支持多少个模?
16. 用纤芯折射率为,长度未知的弱导光纤传输脉冲重复频率的光脉冲,经过该光纤后,信号延迟半个脉冲周期,试估算光纤的长度。
17. 有阶跃型光纤,若,,那么
(1)若,为保证单模传输,光纤纤芯半径应取多大?
(2)若取芯径,保证
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